JPH0252027A - 分離用管状型膜モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は限外濾過膜及び低圧用逆浸透膜を有する分離
用管状型膜モジュール（以下、単にモジュールと称す）
に関し、更に詳しくは、プラスチックを用いた軽量で生
産性の良好な膜モジユールヘッドに関するものである。

（ロ）従来の技術 一般に、モジュールは、液体の濃縮、分離、精製等に広
く利用されている。これは、膜を管内面に敷設すること
で耐圧性を管に依存でき、管状であるが故に構造も単純
化できることにある。

（ハ）発明が解決しようとする課題 しかし、管状膜の管中心軸方向への圧力は、ヘッドに掛
かるので、耐圧上ヘツドは厚肉になり種々の問題が生じ
構造の簡略化が望まれていた。即ち、従来においては、
例えば、ヘッド全体を金属製にしたり、通常の金属製Ｕ
ベンドをプラスチック製ヘッド内に埋め込んだりしてい
た。しかし、前者では、ヘッド内にＵ流路を穿設するの
でコスト的に高いことや、重すぎるのでモジュールの設
置・運搬等が困難になる問題があり、後者では重量的に
は前者よりも若干軽くなっても多数のＵベンドの芯出し
に手間がかかる等の問題点があった。

（ニ）課題を解決するための手段 軽量で生産性の良好なプラスチックのヘッドを提供する
に際して、最も重要となるのは、ヘッドに掛かる耐圧の
受は方と、モジュール内の液の流れである。これらにつ
いて、本発明者らは、鋭意検討した。

この発明は、分離用半透膜を内面に有するｆｉｔ本の多
孔支持管と、胴部に透過液口を有する円筒状ケースと、
このケースおよび多孔支持管の両端にそれぞれ装着され
、それによってケースの中に上記各多孔支持管を水平で
平行に、かつジグザグ状に連通配列させて直列式支持管
群を形成するとともに、多孔支持管の一端側から注入さ
れた原液が上記各多孔支持管を介して最終的に濃縮液を
上記一端側から排出し、透過液を上記ケースの透過液口
から排出しうる、プラスチックからなる一対の第１およ
び第２へラダーと、これら一対のヘッダーの連結手段と
からなる分離用管状型膜モジュールにおいて、第１ヘッ
ダーは、外表面に原液注入口および濃縮液排出口を、内
面に複数の溝状の第１連通口を有する第１ヘッダー外部
分と、この外部分および上記ケース間に挟持され、上記
第１連通口に対応する多孔支持管嵌合用第１開口を有す
る第１ヘッダー内部分とに分割構成され、一方、第２ヘ
ッダーは、５内面に複数の溝状の第２連通口を有する第
２ヘッダー外部分と、この外部分および上記ケース間に
挟持され、上記各第２連通口に対応する多孔支持管嵌合
用第２開口を有する第２ヘッダー内部分とに分割構成さ
れ、上記連結手段は、上記直列式支持管群間の間隙の略
中心部分及び第１ヘッダーを貫通する引棒と、棒状で、
先端に第２連通口を貫通して上記引棒に結合されて上記
第１および第２ヘッダーを引張状態に連結するためのネ
ジ穴、および胴部を貫通して設けられ上記第２連通口の
分断を回避する横穴を備えたヘッダー固定金具と、第１
ヘッダー外部分および第１ヘッダー内部分と第２ヘッダ
ー外部分および第２ヘッダー内部分をそれぞれ外周縁部
で結合する補助結合手段とからなる分離用管状型膜モジ
ュールである。

すなわち、この発明は、ケースおよび多孔支持管の両端
にそれぞれ装着されろ一対のプラスチック製ヘッダーを
、各ヘッダーを２つの分割部材の結合体として構成する
ととらに、これら一対のヘッダーを、第１ヘッダーから
支持管群に貫通されろ引棒と、第２ヘッダーから挿入さ
れて引棒に結合され、それによって両ヘッダーを引張状
態に連結して各ヘッダーの耐圧性を向上しうるヘッダー
固定金具と、両ヘッグーにおける各分割部材を外周縁部
で結合する補助結合手段とから連結し、しかもヘッダー
固定金具に胴部を貫通する横穴を設け、それによって多
孔支持管内に液の溜留部分が発生するおそれを防止した
しのである。

この発明において、まず、両ヘッダーをプラスチックで
成型する場合、材質の強度及び成型性の点より、分割さ
れたそれぞれがガラス繊維や、カーボン繊維等の無機物
質を有するプラスチック材料よりなるのが好ましい。

すなわち、ガラス繊維を有するプラスチック材料を用い
て成型したヘッダーにおいては、肉厚であってもプラス
チック材料のみから成型した場合に比べて、各ヘッダー
に形成される溝状の連通口及び多孔支持管嵌合用開口の
寸法精度の高い成型品が得られる。

この発明において、例えば、ガラス繊維をプラスチック
に含有してなるヘッダーの材料としては、ポリサルホン
系樹脂、さらにはナイロン系樹脂、変１１ｐｐｏ（ポリ
フェニレンオキサイド）樹脂、ポリカーボネート樹脂、
ポリエーテルイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド
樹脂等が挙げられる。

特に、変性ＰＰＯ樹脂は安価で、成型性が良好な素材で
あり、広く使用されている。そして、ヘッダーは、ガラ
ス繊維を用いた場合、その含有量は５〜４０％が好まし
く、３０％がより好ましい。

この発明における第１ヘッダーｌは、例えば、第１図に
おいて、第１ヘッダー外部分１ａの第１挿入孔２及び第
１ヘッダー内部分１ｂの第２挿入孔３を介して支持管群
４間の間隙の略中心部分５に挿入されるタイロッド（引
棒）６に、Ｏリング７とカラー８が装着されており、組
立時に、カラー８とタイロッド６のナツト９により締め
込まれる構造になっている。

この発明における第２ヘッダー１０は、例えば、第２図
において、胴部１１ａを貫通して設けられた横穴１２と
、先端にタイロッド６に結合可能なネジ穴１１ｂとを有
するヘッダー固定金具１１が、第２ヘッダー外部分１（
ｌａの内面１こ形成された複数の第２連通口１３のうち
中央部分に位置する第２連通口中央部１３ａおよび第２
ヘッダー内部分１０ｂの第３挿入孔１４を介して、その
先端部１１ｃか第３挿入孔１４内途中に形成された係上
部１３ｂに係止されてタイロッド６と結合されている。

そして、これらへ７グー外・内部分１０１゜１０ｂは、
タイロッド６の軸部３ｂに設けられた座金６ａと、固定
金具１１のネジ部Ｊｌｄに螺着されたナツト１５によっ
て締め付けられる構造になっている。

そして、２分割された各ヘッダーは、分割部材を成型後
、更に、超音波溶着、又は第３図（ｅ）および第４図（
ｅ）に示すようなガスケット４０および４１を用いて密
着性を向上させており、その結果、上述したタイロッド
等を用いて締め付けることにより、加圧時の変形を確実
に防止できる。

この発明において、モジュール内の液の流れは、第５図
（ｂ）に示したように、上がり下がりのないスムーズな
らので、モジュール内の滞留を起こさない構成となって
いる。

すなわち、直列式支持管群４をジグザグ状に連通せしめ
ろように、第１および第２ヘッダー外部分＋ａ、ＩＯａ
にそれぞれ複数の第１１第２連通口２４，１３が設けら
れ、かつ、第２図に示すように第２ヘッダー外部分１０
ａに挿入された固定金具１１に横穴１２を設けているか
ら、モジュールを一本の長尺ボルトで締め付けた場合、
第７図に示すようなモジュール内に液が滞留する、すな
わち、多孔支持管３４ユに斜線で示す滞留部分１７か発
生するのを防止できる。

しかも、第６図に示すように、第５図のような液の流れ
を期待できるものであっても、長尺ボルト１８の先端＋
８ａと袋ナツト２０との結合により内側のヘッダ一部分
１９を締め付けた構成のらのでは圧力を内側のヘッダ一
部分１９だけで受けるから、耐圧性は低く、一方、第２
ヘッダーｌＯに加わる圧力を第２ヘッダー外部分１０ａ
および内部分ｌＯｂの両方で受ける連結手段を有する本
発明においては、耐圧性の面でも優れている。

（ホ）実施例 以下図に示す実施例？こらとづいてこの発明を詳述する
。なお、これによってこの発明は限定を受けるしのでは
ない。

第１〜１０図において、限外濾過用管状型膜モジュール
（以下、モジュールと称す）は、限外濾過膜を内面に有
する１８本の多孔支持管４ａと、胴部２０２Ｌに透過液
口２１を有する円筒状ケース２０と、このケースおよび
多孔支持管４２Ｌの両端にそれぞれ装着され、それによ
ってケース２０の中に各多孔支持管４ａを水平で平行に
、かつジグザブ状に連通配列さけて直列式支持管群４を
形成するとともに、多孔支持管４ａの一端側から注入さ
れた原液が上記各多孔支持管４ａを介して最終的に濃縮
液を一端側から排出し、透過液を上記ケース２０の透過
液口２１から排出しうる、プラスチック樹脂にガラス繊
維を含有した一対の第１および第２ヘッダー１および１
０と、これら一対のへラグ−の連結手段とから主として
なる。

更に、第１ヘッダー■は、外表面に原液注入口２２およ
び１ｌｌｌＩ液排出口２３を、内面に８個の溝状のｍｌ
連通口２４［第３図（ｄ）参照］を有する第１ヘッダー
外部分１ａと、この外部分およびケース２０間に挟持さ
れ、第１連通０２４に対応する１８９の多孔支持管嵌合
用第１開口２５［第３図（ｃ）参照コを有する第１ヘッ
ダー内部分１ｂとに分割構成され、接合部５０ａ、５０
ｂにて接合される。

一方、第２ヘッダー■０は、内面に９個の溝状の第２連
通口１３［第４図（ｄ）参照］を有する第２へラダー外
部分１０ａと、この外部分およびケース２０間に挟持さ
れ、各第２連通口１３に対応する１８個の多孔支持管嵌
合用第２開口２６を有する第２ヘッダー内昭分Ｊｏｂと
に分子’ｌ　ｍ　ｒｔｃされ、接合面５１ｂ、５１ａに
て接合されろ。

更に、連結手段は、直列式支持管群４間の間隙の略中心
部分５及び第１ヘッダー！を貫通する引棒６と、棒状で
、先端に第２連通０１３ａ［第４図（ｄ）及び第２図参
照コを貫通して引棒６に結合されて第１および第２ヘッ
ダー１および１０を引張状態に連結するためのネジ穴１
１ｂ、および胴部１１ａを貫通して設けられ第２連通口
１３ａの分断を回避する横穴１２を備えたヘッダー固定
金具ＩＩと、第１ヘッダー外および内部分１ａおよびｌ
ｂと第２ヘブダー外および内部分１０ａおよびｌＯｂを
それぞれ外周縫部で結合する補助結合手段としてのネジ
穴２７ａ、２７ｂおよび２８１゜２８ｂ１結合ネジ２９
および３０とからなる［第３図（ａＸｃ）（ｄ）及び第
４図（ａＸｃＸｄ）参照］。

実施例１ ヘッダーをノリル樹脂（ＧＦＮ３　Ｊ　、ＥＰＬ社製）
を用いて成型し、各ヘッダ一部分を超音波溶着を行った
場合と、ガスケット４０．４１を用いた場合のヘッダー
を用いてモジュール化し、送水ｆｆ１１．８ｍ３／ｌｌ
ｒで加圧し、各ヘッダ一部分の接合部からモレが発生し
た時の圧力（モジュール入口）を表１に示した。

表１ ヘッダーの耐圧強度Ｃｋｇ／ｃ♂） 接着剤を用いた場合を同じく表１に示した。表１のモレ
の発生は、いずれら上記接合部で発生した。

比較例２ ヘッダー固定用の金具を第６図に示す袋ナツト２０にし
、以下の樹脂を用いて各ヘッダーを成型し耐圧試験を行
った。接合部は、ガスケットを用いた。その結果は、表
２に示した。

日産化学工業社 表２ ヘッダーの耐圧強度（ｋｇ／ｃｍ”　）−社製） （昧）社製） 比較例１ 上記実施例１と同じで、接着剤としてエポキシ表２のモ
レの発生は、第２ヘツグーにおける内側のヘッダ一部分
１９の破損による。

（へ）発明の効果 この発明によれば、分離用管状型膜モジュールにおいて
、ケースおよび多孔支持管の両端にそれぞれ装着される
一対のプラスチック製ヘッダーを、各ヘッダーを２つの
分割部材の結合体として構成するとと乙に、これら一対
のヘッダーを、第１ヘッダーから支持管群に貫通される
引棒と、第２へ１グーから挿入されて引棒に結合され、
それによって両ヘッダーを引張状格に連結するヘッダー
固定金具と、両ヘッダーにおける各分割部材を外周縁部
で結合する補助結合手段とから連結し、しかもヘッダー
固定金具の胴部を貫通する横穴を設けたので、多孔支持
管内に液の滞留部分が発生するおそれを防止できるとと
乙に、各ヘッダーの耐圧性を向上できる効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の一実施例を示す第１ヘッダ一部分の
構成説明図、第２図は上記実施例における第２ヘッダ一
部分の構成説明図、第３図および第４図はそれぞれ上記
実施例における第１ヘッダーの要部分解斜視図および第
２ヘッダーの要部分解斜視図、第５図は上記実施例にお
ける液の流れを説明するための要部構成説明図、第６図
は従来例を示す構成説明図、第７図は従来例におけろ液
の流れを説明するための要部構成説明図である。 ■・・・・・・第１ヘッダー Ｉａ・・・・・・第１ヘッダー外部分、１ｂ・・・・・
・第１へラグ−内部分、４・・・・・・直列式支持管群
、４ａ・・・・・・多孔支持管、６・・・・・・クイロ
ブド（引棒）、８・・・・・・カラー９１５・・・・・
・ナツト、１０・・・・・・第２ヘッダー１０２Ｌ・・
・・・第２ヘッダー外部分、ｌＯｂ・・・・・・第２ヘ
ッダー内部分、１１・・・・・・ヘッダー固定金具、Ｉ
ｌａ・・・・・・胴部、１１ｂ・・・・・・ネジ穴、　
　　　　ｌｉｄ・・・・ネジ部、１２・・・・・・横穴
、１３・・・・・・第２連通口、１３２Ｌ・・・・・・
第２連道口中央部、＋３ｂ・・・・・・係止部、　　２
０・・・・・・ケース、２】・・・・・・透過液口、　
　２２・・・・・・原液注入口、２３・・・・・・ａ縮
液排出口、２４・・・・・・第１連通口、２５・・・・
・・多孔支持管嵌合用第１開口、２６・・・・・・多孔
支持管嵌合用第２開口、２７ａ、　　２７ｂ、　２８ａ
、　　２８ｂ・・・・・・補助ネジ穴、 ・・補助ネジ、 ４０１．↓ｌ・・・・・ガスケット。 （Ｃ） （ｅ） 南３図 第５図 （ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、分離用半透膜を内面に有する複数本の多孔支持管と
   、胴部に透過液口を有する円筒状ケースと、このケース
   および多孔支持管の両端にそれぞれ装着され、それによ
   ってケースの中に上記各多孔支持管を水平で平行に、か
   つジグザグ状に連通配列させて直列式支持管群を形成す
   るとともに、多孔支持管の一端側から注入された原液が
   上記各多孔支持管を介して最終的に濃縮液を上記一端側
   から排出し、透過液を上記ケースの透過液口から排出し
   うる、プラスチックからなる一対の第１および第２ヘッ
   ダーと、これら一対のヘッダーの連結手段とからなる分
   離用管状型膜モジュールにおいて、 第１ヘッダーは、外表面に原液注入口および濃縮液排出
   口を、内面に複数の溝状の第１連通口を有する第１ヘッ
   ダー外部分と、この外部分および上記ケース間に挟持さ
   れ、上記第１連通口に対応する多孔支持管嵌合用第１開
   口を有する第１ヘッダー内部分とに分割構成され、 一方、第２ヘッダーは、内面に複数の溝状の第２連通口
   を有する第２ヘッダー外部分と、この外部分および上記
   ケース間に挟持され、上記各第２連通口に対応する多孔
   支持管嵌合用第２開口を有する第２ヘッダー内部分とに
   分割構成され、上記連結手段は、上記直列式支持管群間
   の間隙の略中心部分及び第１ヘッダーを貫通する引棒と
   、棒状で、先端に第２連通口を貫通して上記引棒に結合
   されて上記第１および第２ヘッダーを引張状態に連結す
   るためのネジ穴、および胴部を貫通して設けられ上記第
   ２連通口の分断を回避する横穴を備えたヘッダー固定金
   具と、第１ヘッダー外部分および第１ヘッダー内部分と
   第２ヘッダー外部分および第２ヘッダー内部分をそれぞ
   れ外周縁部で結合する補助結合手段とからなる分離用管
   状型膜モジュール。